“KiCad 中雖然沒有信號線束(Signal Harness)對象,但是通過總線和總線別名,可以實現(xiàn)類似信號線束的功能。”
什么是信號線束? 信號線束是一種電氣設(shè)計對象。它是一種抽象連接,可對不同信號(包括總線、導(dǎo)線和其他信號線束)進行邏輯分組,以提高靈活性和簡化設(shè)計。信號線束允許在項目中創(chuàng)建和操作子電路之間更高級別的抽象連接,從而提高了設(shè)計的可讀性和重復(fù)使用的潛力。
在 Altium Designer 中,信號線束長這個樣子:
那在 KiCad 中有沒有信號線束的對象呢?答案是“沒有”! 但是!KiCad 有一種特殊的總線,稱為“分組總線”(Group Bus),完全可以實現(xiàn)類似信號線束的功能。 我們先摘錄KiCad中總線的使用一文中對分組總線的介紹: 分組總線是一個或多個信號和/或矢量總線的集合。分組總線可用于將相關(guān)信號捆綁在一起,即使這些信號的名稱不同。分組總線使用一種特殊的標簽語法:
分組的成員列在大括號({})內(nèi),用空格分隔。在開頭的大括號前是分組的可選名稱(optional_name)。如果分組總線未命名,PCB 上的網(wǎng)絡(luò)將只是組內(nèi)的信號名稱。如果分組總線有名稱,生成的網(wǎng)絡(luò)將以名稱作為前綴,并用句號(.)將前綴與信號名稱隔開。 例如,總線{SCL SDA}有兩個信號成員,在網(wǎng)表中這兩個信號就是SCL和SDA。總線USB1{DP DM}將生成名為USB1.DP和USB1.DM的網(wǎng)表。對于在多個類似電路中重復(fù)出現(xiàn)的較多的總線設(shè)計,使用這種方法可以節(jié)省時間。 分組總線還可以包含矢量總線。例如,總線MEMORY{A[7...0] D[7...0] OE WE}既包含矢量總線,也包含普通信號,因此在 PCB 上會產(chǎn)生MEMORY.A7和MEMORY.OE等網(wǎng)。 大家仔細想一下,這個不就是信號線束(Signal Harness)的使用方式嗎?除了總線的名字比較長,且沒有具象的圖形表示之外! 那有沒有辦法讓分組總線像信號線束那樣有個有意義的名字呢?這就需要要到總線別名(Bus Alias)了!
Bus Alias(總線別名)
總線別名是一種快捷方式,可讓您更高效地處理大型分組總線。通過總線別名,您可以定義分組總線并為其命名一個簡短的名稱,然后在整個原理圖中使用該名稱來代替完整的分組名稱。
要創(chuàng)建總線別名,請打開 “原理圖設(shè)置” 中的 “總線別名定義” 窗格。
別名可以命名為任何有效的信號名稱。通過對話框,可以向別名中添加信號或矢量總線。作為快捷方式,您可以鍵入或粘貼以空格分隔的信號或總線列表,它們都將被添加到別名定義中。在本例中,我們定義了一個名為 USB 的別名,其成員包括 DP、DM 和 VBUS。 定義別名后,可將別名置于分組總線的大括號內(nèi),在分組總線標簽中使用:{USB}。這與總線 {DP DM VBUS} 的效果相同。還可以在分組中添加前綴名,如 USB1{USB},這樣就會產(chǎn)生 USB1.DP 等網(wǎng)絡(luò)。對于復(fù)雜的總線,使用別名可以大大縮短原理圖上的標簽。請記住,別名只是一種快捷方式,網(wǎng)表中并不包含別名的名稱。
總線別名保存在創(chuàng)建別名時打開的原理圖文件中。總線別名定義窗口會在別名列表底部顯示與所選別名相關(guān)的原理圖文件。在給定原理圖頁中創(chuàng)建的任何別名都可用于同一層次設(shè)計中的任何其他原理圖頁。如果分層設(shè)計中的多個子原理圖包含名稱相同的總線別名,則這些別名必須具有相同的成員。如果多個具有相同名稱的總線別名沒有一致的成員,ERC 將報告違規(guī)。
導(dǎo)出網(wǎng)表
我們來看一個實際的例子,以Made with KiCad(七十八):Amulet 運動控制器 - 機械狗項目組件中的原理圖為例。
來看一個局部:
圖中的 MCU 與 Motor Control 連接時,使用了大量的總線別名,比如{CURRENT_SENSE},{PWM_PHASE},{DRV_SPI}。這些總線別名并不是一個信號,而是由一組信號組成的。
現(xiàn)在打開“原理圖設(shè)置”,點擊“總線別名定義”選項:
這里定義了原理圖中所有的總線別名,以{PWM_PHASE}為例,它其實是 PWM_PHASEA、PWM_PHASEB、PWM_PHASEC 三個信號的集合(快捷方式)。但是在圖形的表現(xiàn)形式上,并不需要那么多網(wǎng)絡(luò)標簽,只需要{PWM_PHASE}即可,這樣既能簡化信號的連接,名字還可以表達出特定的功能含義。
我們再看一下子圖中是如何連接的:
當然我們也可以去掉總線的圖形連接以及總線入口,連接的效果完全相同:
這么看是不是和信號線束幾乎完全一樣了(除了少一個藍色的大括號和一根比總線更粗的先)?當然AD中的信號線束作為對象可以進行單獨編輯,而在 KiCad 中只是用別名的方式做了個簡單的替代。
無論如何,使用這種方法可以簡化圖紙并實現(xiàn)類似信號線束的功能。
結(jié)束語
最后,我們把示例項目的根圖完整的展示給大家,大家仔細看一下,使用分組總線和總線別名,是否基本實現(xiàn)了信號線束實現(xiàn)的功能?
注意:如果想第一時間收到 KiCad 內(nèi)容推送,請點擊下方的名片,按關(guān)注,再設(shè)為星標。
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